200MW级机组供热改造分析张新雷姜迪董蕾摘要：200MW级机组供热改造方案主要包括抽汽供热和低真空供热两个方向，抽汽供热改造方案总体上具有机组冷源损失少、能源利用率高、调控灵活等特点，但改造涉及热网系统、凝结水系统、循环水系统、回热系统等多个热力系统；低真空供热改造方案改造涉及系统少、管道布置简单，但其供热调控不够灵活。文章对200MW级机组供热改造进行了分析。关键词：200MW级机组；供热改造；低真空供热；抽汽供热；火力发电厂文献标识码：A：TM611：1009-2374（2017）01-0033-02DOI：10.13535/jki.11-4406/n.2017.01.0161概述随着我国大型、清洁、高效的火力发电厂大量建设，以水力发力、风力发电、核能发力为主的清洁能源电站迅速发展，我国电力的供应量已超过社会对电力的需求。2011年以来，全国火电设备利用小时数整体处于加速下降趋势，2015年甚至仅为4329小时，如果单纯用于发电，全国火电设备相当于全年处于60%以下负荷运行，发电能力已属严重过剩。然而与发电能力过剩的境况相反，我国三北地区供热机组实际供热量大部分未能达到额定供热能力。2013年，我国供热量增长率为-1.78%，随着三北地区城镇人口的增加，供热量的缺口有增大的趋势。200MW及以下中小型火电机组，由于能耗较高，国内近些年已少有再建。然而国家在20世纪八九十年代曾大量建起的该类型机组，有些经过节能环保的改造，仍处于良好运行状态。如果将三北地区该部分机组进行供热改造，将大幅提高其能源利用率，既可以在不增加发电量的基础上提高供热能力，又能解决由于新建供热机组所带来的成本问题。2供热改造方案国内200MW级超高压机组，通常以一次中间再热、单轴、三缸三排汽、凝汽式汽轮机为主，该机组高压缸独立，中压缸与#1低压缸合缸，#2、#3号低压缸对称布置，其系统流程如图1所示：2.1抽汽供热方案常见的汽轮机采暖抽汽供热改造，一般是在汽轮机组中压缸排汽连通管上连通阀前打孔，进行抽汽供热，通过调节连通阀开度控制抽汽量。由于中压缸与低压缸合缸的设计，导致通过中压缸排汽管道的中压缸排汽约为全部排汽量的一半，而且要保证#2、#3低压缸不产生鼓风工况，影响机组发电效率，還需要维持一定排汽至两低压缸内，所以该方案可抽出的最大汽量一般为150t/h左右，甚至更低。如果要进一步增大抽汽量，就需要在打孔抽汽方案基础上，对低压缸进行改造，使排入#2、#3低压缸的汽量最大限度减少，以增加抽汽量进行供热。2.1.1背压机方案。背压机方案是指取消机组2个独立的低压缸及机组凝汽器，将中低压合缸排汽全部用于供热，此时供热能力将大幅增加。由于不存在低压缸鼓风工况以及低压缸冷却等问题，机组最大抽汽量可扩大至500t/h，几乎不存在冷源损失。不过虽然将机组改背压机可以最大限度地增加采暖抽汽量，但在非采暖期由于中压缸排汽无热用户，只能处于停机状态，限制了其发电能力。2.1.2低压转子“光轴”改造。“光轴”改造是指为现有的机组低压缸合缸部分另外再设计一根轴承，无需安装叶片，该轴承只用于传递扭矩，不对外作功发电。虽然没有叶片，但高速转动过程中仍会由于与空气摩擦产生热量，所以需要保证低压缸最小冷却用蒸汽流量，通常需要5～10t/h，其余均可作为采暖抽汽供热。最大抽汽量可达330t/h。虽然抽汽量较改成背压机的方案有所减少，存在一定的冷源损失，但由于非采暖期可以更换为原有低压缸转子进行纯凝工况运行，使得机组运行更具灵活性。不过由于每年需要更换二次转子，对设备存在一定损伤。对于抽汽供热方案，从改造难度方面来看，因抽取中压缸排汽用于供热，凝汽器排汽量大幅减小甚至没有排汽，使得循环冷却水系统、凝结水系统、回热系统都需要重新设计。而且设计过程中还要考虑到凝汽器为防止结垢所需要的最小流速要求、轴封加热器所需要的最小冷却水量等一系列问题。另外，如果是做过打孔抽汽改造的机组，想进一步增加抽汽量改造时，对于现存的热网系统设备，由于供汽量增加近一倍以上，所需增加或更换的设备及管道较多，改造相对复杂。2.2低真空供热方案低真空供热是指机组在非采暖期时以常规纯凝机组运行，但进入采暖期后，改用热网循环水回水作为凝汽器的...